包括顶灯和同轴灯的光学系统及用于设计光学系统的方法

技术领域

本文件中公开的各种实施例涉及包括顶灯和同轴灯的光学系统以及用于设计光学系统的方法。更具体地，它们涉及用于设计均匀光学系统的方法和装置，该均匀光学系统包括用于高光泽度表面分析的顶灯和同轴灯。

背景技术

在许多工业领域中，需要技术开发一种能够可靠地实时提取移动金属物体或物体表面的三维形状信息的系统。正在进行大量努力以通过识别和排除各种表面缺陷来改善最终产品的质量，并且持续需要相关技术的开发。

用于分析关于物体的表面的信息的光学系统被设计成通过向物体发射光并分析从物体反射的光拍摄的图像来分析物体的表面。

如果用于获得由镜面反射材料(例如反射镜)制成的高光泽度物体的图像的环境不均匀，则环境因素直接包括在分析图像中。因此，在图像捕获环境中需要高水平的均匀性。

因此，在高光泽度物体的情况下，需要针对物体的形状和材料优化的光学设计。然而，当根据物体的应用领域设计照明时，对于现有的光学系统来说，具有复杂形状的高光泽物体的分析可能是困难的。

因此，需要开发一种能够克服这些问题并可靠地提取金属物体的表面的三维形状的技术和系统。

发明内容

技术问题

如果光学系统不被精确设计，则当获得高光泽度物体的图像时，由于环境因素可能发生不均匀性，诸如由于相机孔引起的不均匀性或由于照明引起的不均匀性。

本公开要解决的问题是提供一种用于设计光学系统的方法和装置，该光学系统可以分析由高光泽材料制成的物体的表面，同时消除由于成像环境引起的不均匀性。

在本文件中要实现的技术目的不限于上面提到的那些，并且本公开所属领域的技术人员可以从以下描述中清楚地理解上面未提到的其他技术目的。

问题的解决方案

根据本文件中公开的各种实施例的设计包括顶灯和同轴灯的光学系统的方法可以包括：基于根据顶灯的孔的半径减小来确定顶灯和同轴灯之间的距离；基于从同轴灯发射的光线的光路来确定同轴灯的尺寸；以及基于从同轴灯发射的光线被物体反射并返回的光路来确定顶灯中的PCB的结构。

根据本文件中公开的各种实施例的光学系统可以包括：顶灯；以及同轴灯，其中顶灯和同轴灯可以与顶灯和同轴灯之间的距离相对应地布置，该距离基于根据顶灯的孔的半径减小而确定，其中同轴灯的尺寸可以基于从同轴灯发射的光线的光路来确定，其中顶灯中的PCB的结构可以基于从同轴灯发射的光线被物体反射并返回的光路来确定。

根据本文中公开的各种实施例的用于设计包括顶灯和同轴灯的光学系统的设计装置可以被配置为基于根据顶灯的孔的半径减小来确定顶灯和同轴灯之间的距离，基于从同轴灯发射的光线的光路来确定同轴灯的尺寸，以及基于从同轴灯发射的光线被物体反射并返回的光路来确定顶灯中的PCB的结构。

发明的有益效果

根据各种实施例的光学系统设计方法可以为高光泽度物体提供均匀的分析环境。

根据各种实施例的光学系统设计方法可以提供能够分析具有复杂形状的物体的表面的光学系统。

根据各种实施例的光学系统设计方法可以为高光泽度物体提供通用均匀光学系统，从而减少与光学系统检查相关联的开发时间。

根据各种实施例的光学系统设计方法可以通过可靠地提供关于静止或移动的金属物体的表面的信息来极大地有助于改善产品质量并降低成本。

根据各种实施例的光学系统设计方法可以在最终生产产品的表面上找到各种缺陷，并且基于此有助于产品质量控制。

附图说明

关于附图的描述，相同或相似的附图标记可以用于相同或相似的部件。

图1是示出根据各种实施例的包括顶灯和同轴灯的光学系统的图。

图2是示出根据各种实施例的光学系统的图。

图3是示出根据各种实施例的设计包括顶灯和同轴灯的光学系统的方法的流程图。

图4是根据各种实施例的用于描述在由设计装置采用的光学系统设计方法中用来确定顶灯和同轴灯之间的距离的方案的光学系统的图。

图5是根据各种实施例的用于描述在由设计装置采用的光学系统设计方法中用来确定同轴灯的尺寸的方案的光学系统的图。

图6是根据各种实施例的用于描述在由设计装置采用的光学系统设计方法中用来确定顶灯内部的PCB结构的方案的光学系统的图。

图7示出了根据各种实施例的取决于光学系统中的顶灯和同轴灯之间的距离的实验结果。

图8示出了根据各种实施例的取决于光学系统中的同轴灯的尺寸的实验结果。

图9示出了根据各种实施例的取决于光学系统中的顶灯内部的PCB结构的实验结果。

具体实施方式

图1是示出根据各种实施例的用于包括顶灯和同轴灯的光学系统(例如，图2中的光学系统200)的设计装置100的图。

根据各种实施例的设计装置100可以通过确定顶灯(例如，图2中的顶灯240)与同轴灯(例如，图2中的同轴灯230)之间的距离、同轴灯230的尺寸和/或顶灯240内的PCB结构来设计光学系统200。

根据实施例，设计装置100可以基于根据顶灯240的孔的半径减小来确定顶灯240与同轴灯230之间的距离。例如，设计装置100可以根据顶灯240的孔来确定半径减小。

顶灯240的孔可以是相机210拍摄物体1000所需的组成部分。当设计装置100在顶灯240中制造孔时，顶灯240的半径可以与孔的尺寸对应地减小。

例如，设计装置100可以基于顶灯240的半径和顶灯240的孔尺寸来确定根据顶灯240的孔的半径减小。

设计装置100可以通过在确定顶灯240和同轴灯230之间的距离时考虑根据顶灯240的孔的半径减小来详细地设计光学系统200。

根据实施例，设计装置100可以确定同轴灯230的尺寸。

可以设计同轴灯230的尺寸，使得从同轴灯230发出的光线在物体(例如，图2中的物体1000)上反射，但不会引起由相机(例如，图2中的相机210)捕获的光线的光路的不均匀性。

根据实施例的设计装置100可以基于通过从顶灯240的半径减去根据顶灯240的孔的半径减小获得的值、顶灯240的孔的尺寸以及顶灯240与同轴灯230之间的距离而来确定同轴灯230的尺寸。

根据实施例，设计装置100可以确定顶灯240内的PCB结构。

PCB(例如，图6中的PCB 241)和/或漫射体(例如，图6中的漫射体242)可以包括在顶灯240内部，并且设计装置100可以设计漫射体242和其上安装有LED的PCB 241，使得在顶灯240内部不会出现不均匀的点。

根据实施例的设计装置100可以基于通过从顶灯240的半径减去根据顶灯240的孔的半径减小而获得的值、同轴灯230的尺寸和顶灯240的厚度来确定顶灯240中的PCB 241和漫射体242之间的尺寸差。

图2是示出根据各种实施例的光学系统200的图。

根据各种实施例的光学系统200可以是被设计为分析高光泽度物体1000的表面的系统。

根据各种实施例，光学系统200可以包括相机210、透镜220、同轴灯230和/或顶灯240。光学系统200可以包括顶灯240和同轴灯230的组合以产生均匀的照明条件。

根据各种实施例的同轴灯230可以向物体1000发射光线。同轴灯230可以被设计成具有宽度为2x且长度为2x的尺寸，并且与顶灯240分开c。

根据各种实施例的顶灯240可以向物体1000发射光线。顶灯240可以具有半径a，并且可以在顶灯240中制造尺寸为b的孔，以通过使用相机210拍摄从顶灯240和同轴灯230发射的光线。另外，顶灯240的半径可以在孔制造期间减小z。

根据各种实施例，设计装置100可以基于顶灯240的半径(a)、顶灯240的孔的尺寸(b)、顶灯240与同轴灯230之间的距离(c)、根据顶灯240的孔的半径减小(z)和同轴灯230的尺寸(2x)来设计光学系统200。

图3是示出根据各种实施例的用于设计包括顶灯(例如，图2中的顶灯240)和同轴灯(例如，图2中的同轴灯230)的光学系统的方法的流程图。

根据各种实施例，在操作310处，设计装置(例如，图1中的设计装置100)可以确定顶灯240与同轴灯230之间的距离(c)。

根据实施例的设计装置100可以根据顶灯240的孔来确定半径减小(z)。

顶灯240的孔可以是相机210拍摄物体1000所需的组成部分。当设计装置100在顶灯240中制造孔时，顶灯240的半径可以与孔的尺寸对应地减小z。

例如，设计装置100可以基于顶灯240的半径(a)和顶灯240的孔尺寸(b)根据顶灯240的孔来确定半径减小(z)。

根据实施例的设计装置100可以基于根据顶灯240的孔的半径减小(z)来确定顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)。设计装置100可以通过在确定顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)时考虑根据顶灯240的孔的半径减小(z)来详细地设计光学系统200。

根据各种实施例，在操作320处，设计装置100可以确定同轴灯230的尺寸(2x)。

可以设计同轴灯230的尺寸，使得从同轴灯230发出的光线在物体1000上反射，但不会引起由相机210捕获的光线的光路的不均匀性。

根据实施例的设计装置100可以基于顶灯240的半径(a)、通过从顶灯240的半径(a)减去根据顶灯240的孔的半径减小(z)而获得的值(a')、顶灯240的孔尺寸(b)以及顶灯240与同轴灯230之间的距离(c)来确定同轴灯230的尺寸(2x)。

根据各种实施例，在操作330处，设计装置100可以确定顶灯240内的PCB结构。

其上安装有LED的PCB 241和/或漫射体242可以包括在顶灯240内部，并且设计装置100可以设计PCB 241和漫射体242，使得在顶灯240内部不会出现不均匀的点。

根据实施例的设计装置100可以基于通过从顶灯240的半径(a)减去根据顶灯240的孔的半径减小(z)而获得的值(a')、同轴灯230的尺寸(2x)和顶灯240的厚度(d)来确定顶灯240中的PCB 241与漫射体242之间的尺寸差(y)。

图4是根据各种实施例的光学系统200的图，该光学系统200用于描述在由设计装置200采用的光学系统设计方法中用来确定顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)的方案。

图4可以是示出为描述图3中的操作310的图。

在图4中，“a”可以是顶灯240的半径，“b”可以是顶灯240的孔的尺寸，“c”可以是顶灯240和同轴灯230之间的距离，并且“z”可以是根据顶灯240的孔的半径减小。

部分(a)示出了根据各种实施例的要设计的光学系统200的整体结构。

部分(b)是包括顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)的部分(a)的区域400的放大图示。

部分(c)是部分(b)的弧形区域的放大图示。参考部分(c)，设计装置100可以通过使用具有顶灯240的半径(a)作为斜边、顶灯240的孔尺寸的一半(b/2)作为底边、以及从顶灯240的半径减去根据孔的半径减小而获得的值(a-z)作为高的三角形来确定根据顶灯240的孔的半径减小(z)。

顶灯240的孔可以是相机210拍摄物体1000所需的组成部分。当设计装置100在顶灯240中制造孔时，顶灯240的半径可以与孔的尺寸相对应地减小z。

例如，设计装置100可以基于顶灯240的半径(a)和顶灯240的孔尺寸(b)来确定根据顶灯240的孔的半径减小(z)。

参考部分(c)，θ可以基于顶灯240的孔尺寸(b)和顶灯240的半径(a)被定义为下面的等式1。

[等式1]

根据顶灯240的孔的半径减小(z)可以基于三角恒等式和等式1被定义为等式2。

[等式2]

根据实施例的设计装置100可以基于根据顶灯240的孔的半径减小(z)来确定顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)。

图5是根据各种实施例的用于描述在由设计装置100采用的光学系统设计方法中用来确定同轴灯230的尺寸(2x)的方案的光学系统200的图。

图5可以是示出为描述图3中的操作320的图。

在图5中，“a”可以是顶灯240的半径，“b”可以是顶灯240的孔的尺寸，“c”可以是顶灯240与同轴灯230之间的距离，并且“x”可以是同轴灯230的尺寸。

部分(a)是根据各种实施例的要设计的光学系统200的整体结构。

部分(b)示出了包括部分(a)的区域500的同轴灯230的光线的光路。

可以设计同轴灯230的尺寸，使得从同轴灯230发出的光线在物体1000上反射，但不会引起由相机210捕获的光线的光路的不均匀性。

根据实施例的设计装置100可以基于顶灯240的半径(a)、通过从顶灯240的半径(a)减去根据顶灯240的孔的半径减小(z)而获得的值(a')、顶灯240的孔尺寸(b)以及顶灯240与同轴灯230之间的距离(c)来确定同轴灯230的尺寸(2x)。

部分(b)以等腰三角形的形式示出了从同轴灯230的中心发出的光线的路径。参考部分(b)，设计装置100可以通过使用具有同轴灯230的尺寸(2x)作为底边，以及通过将同轴灯230的尺寸(2x)、顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)、通过从顶灯240的半径(a)减去根据顶灯240的孔的半径减小(z)而获得的值(a')以及通过将a'、c和2x相加而获得的值求和在一起而获得的值作为高的等腰三角形来确定同轴灯230的尺寸。

根据下面的等式3，通过从顶灯240的半径(a)减去根据顶灯240的孔的半径减小(z)而获得的值可以被定义为a'。

[等式3]

同轴灯230的尺寸(2x)可以基于等腰三角形特性和等式3被定义为等式4。

[等式4]

根据各种实施例的设计装置100可以基于同轴灯230的尺寸(2x)来设计同轴灯230。

图6是根据各种实施例的用于描述在由设计装置100采用的光学系统设计方法中用来确定顶灯240内部的PCB结构的方案的光学系统200的图。

图6可以是示出为描述图3中的操作330的图。

在图6中，“a”可以是顶灯240的半径，“x”可以是同轴灯230的尺寸，“y”可以是顶灯240中的PCB 241和漫射体242之间的尺寸差，并且“d”可以是顶灯240的厚度。

部分(a)示出了根据各种实施例的要设计的光学系统200的整体结构。

部分(b)示出了顶灯240的内部，包括部分(a)中的区域600，区域600包括顶灯240和PCB 241。参考部分(b)，设计装置100可以通过使用具有顶灯240中的PCB 241与漫射体242之间的尺寸差(y)作为底边并且顶灯240的厚度(d)作为高的三角形以及同轴灯230的尺寸的1/4(x/2)作为底边并且具有通过将从顶灯240的半径(a)减去根据顶灯240的孔的半径减小(z)而获得的值(a')和同轴灯230的尺寸(2x)相加在一起而获得的值(a'+2x)作为高的三角形来确定顶灯240中的PCB 241与漫射体242之间的尺寸差(y)。

PCB 241和/或漫射体242可以包括在顶灯240内部，并且设计装置100可以设计其上安装有LED的PCB 241和漫射体242，使得在顶灯240内部不会出现不均匀的点。

根据实施例的设计装置100可以基于通过从顶灯240的半径(a)减去根据顶灯240的孔的半径减小(z)而获得的值(a')、同轴灯230的尺寸(2x)和顶灯240的厚度(d)来确定顶灯240中的PCB 241与漫射体242之间的尺寸差(y)。

基于直角三角形的相似性以及等式3和4，顶灯240中的PCB 241和漫射体242之间的尺寸差(y)可以被定义为等式5。

[等式5]

根据各种实施例的设计装置100可以基于顶灯240中的PCB 241和漫射体242之间的尺寸差(y)来设计PCB 241的结构。

图7示出了根据各种实施例的取决于光学系统200中的顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)的实验结果。

部分(a)至(e)可以是从顶灯240和/或同轴灯230发射、在物体1000上反射、并且由光学系统200中的相机210捕获的光线的图像。

部分(a)可以是根据图3中的操作310确定顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)时的图像；部分(b)可以是顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)被确定为比部分(a)的距离大1mm时的图像；部分(c)可以是顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)被确定为比部分(a)的距离大2mm时的图像；部分(d)可以是顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)被确定为比部分(a)的距离大3mm时的图像；部分(e)可以是顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)被确定为比部分(a)的距离大4mm时的图像。

参考部分(a)至(e)，在光学系统200中，当如部分(a)所示根据图3中的操作310确定顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)时，可以将不均匀性保持为最小。如部分(b)至(e)所示，随着顶灯240和同轴灯230之间的距离(c)增加，由物体1000反射的光线可能到达同轴灯230的侧表面，从而引起不均匀性。

图8示出了根据各种实施例的取决于光学系统200中的同轴灯230的尺寸(2x)的实验结果。

部分(a)至(e)可以是从顶灯240和/或同轴灯230发射、在物体1000上反射、并且由光学系统200中的相机210捕获的光线的图像。

部分(e)可以是根据图3中的操作320确定同轴灯230的尺寸(2x)时的图像；部分(a)可以是同轴灯230的尺寸(2x)被确定为比部分(e)的尺寸小4mm时的图像；部分(b)可以是同轴灯230的尺寸(2x)被确定为比部分(e)的尺寸小3mm时的图像；部分(c)可以是同轴灯230的尺寸(2x)被确定为比部分(e)的尺寸小2mm时的图像；部分(d)可以是同轴灯230的尺寸(2x)被确定为比部分(e)的尺寸小1mm时的图像。

参考部分(a)至(e)，在光学系统200中，当如部分(e)所示根据图3中的操作320确定同轴灯230的尺寸(2x)时，可以将不均匀性保持为最小。如部分(a)至(d)所示，随着同轴灯230的尺寸(2x)变小，由物体1000反射的光线可能到达同轴灯230的侧表面，从而引起不均匀性。

图9示出了根据各种实施例的取决于光学系统200中的顶灯240内的PCB结构的实验结果。

部分(a)至(e)可以是从顶灯240和/或同轴灯230发射、在物体1000上反射、并且由光学系统200中的相机210捕获的光线的图像。

部分(c)可以是根据图3中的操作330确定顶灯240内的PCB结构时的图像；部分(a)可以是PCB 241和漫射体242之间的尺寸差(y)被确定为比部分(c)的尺寸差小2mm时的图像；部分(b)可以是PCB 241和漫射体242之间的尺寸差(y)被确定为比部分(c)的尺寸差小1mm时的图像；部分(d)可以是PCB 241和漫射体242之间的尺寸差(y)被确定为比部分(c)的尺寸差大1mm时的图像；部分(e)可以是PCB 241和漫射体242之间的尺寸差(y)被确定为比部分(c)的尺寸差大2mm时的图像。

参考部分(a)至(e)，在光学系统200中，当如部分(c)所示根据图3中的操作330确定顶灯240中的PCB 241和漫射体242之间的尺寸差(y)时，可以将不均匀性保持为最小。如在部分(a)和(b)中，随着顶灯240中的PCB 241和漫射体242之间的尺寸差(y)增加，由物体1000反射的光线的光路被阻挡，从而引起不均匀性。如在部分(d)和(e)中，随着顶灯240中的PCB 241和漫射体242之间的尺寸差(y)减小，未被PCB 241的LED照射的区域的尺寸增加，从而引起不均匀性。

根据各种实施例的设计包括顶灯240和同轴灯230的光学系统200的方法可以包括：基于根据顶灯240的孔的半径减小来确定顶灯240和同轴灯230之间的距离；基于从同轴灯230发射的光线的光路来确定同轴灯230的尺寸；以及基于从同轴灯230发射的光线被物体反射并返回的光路来确定顶灯240中的PCB 241的结构。

在根据各种实施例的设计光学系统200的方法中，确定顶灯240和同轴灯230之间的距离可以包括基于顶灯240的半径和顶灯240的孔的尺寸来确定根据顶灯240的孔的半径减小。

在根据各种实施例的设计光学系统200的方法中，确定顶灯240和同轴灯230之间的距离可以包括通过使用三角形来确定根据顶灯240的孔的半径减小，该三角形的斜边等于顶灯240的半径，该三角形的底边等于顶灯240的孔尺寸的一半，并且该三角形的高等于通过从顶灯240的半径减去根据孔的半径减小而获得的值。

在根据各种实施例的设计光学系统200的方法中，确定同轴灯230的尺寸可以包括基于通过从顶灯240的半径减去根据顶灯240的孔的半径减小而获得的值、顶灯240的孔的尺寸以及顶灯240与同轴灯230之间的距离来确定同轴灯230的尺寸。

在根据各种实施例的设计光学系统200的方法中，确定同轴灯230的尺寸可以包括通过使用等腰三角形来确定同轴灯230的尺寸，该等腰三角形的底边等于同轴灯230的尺寸并且该等腰三角形的高等于基于同轴灯230的尺寸、顶灯240与同轴灯230之间的距离、以及通过从顶灯240的半径减去根据顶灯240的孔的半径减小而获得的值的值。

在根据各种实施例的设计光学系统200的方法中，顶灯240可以包括漫射体242和其上安装有LED的PCB 241，并且确定顶灯240中的PCB 241的结构可以包括基于PCB 241和漫射体242之间的尺寸差来确定PCB 241的结构。

在根据各种实施例的设计光学系统200的方法中，确定顶灯240中的PCB 241的结构可以包括基于通过从顶灯240的半径减去根据顶灯240的孔的半径减小而获得的值、同轴灯230的尺寸和顶灯240的厚度来确定PCB 241与漫射体242之间的尺寸差。

在根据各种实施例的设计光学系统200的方法中，确定顶灯240中的PCB 241的结构可以包括通过使用其底边等于PCB 241和漫射体242之间的尺寸差并且其高等于顶灯240的厚度的三角形以及其底边等于同轴灯230的尺寸的1/4并且其高等于通过将从顶灯240的半径减去根据顶灯240的孔的半径减小而获得的值和同轴灯230的尺寸相加在一起而获得的值的三角形来确定PCB 241和漫射体242之间的尺寸差。

根据各种实施例的光学系统200可以包括顶灯240和同轴灯230，其中顶灯240和同轴灯230可以与基于根据顶灯240的孔的半径减小而确定的顶灯240和同轴灯230之间的距离相对应地布置，同轴灯230的尺寸可以基于从同轴灯230发射的光线的光路来确定，顶灯240中的PCB 241的结构可以基于从同轴灯230发射的光线被物体反射并返回的光路来确定。

在根据各种实施例的光学系统200中，根据顶灯240的孔的半径减小可以基于顶灯240的半径和顶灯240的孔的尺寸来确定。

在根据各种实施例的光学系统200中，根据顶灯240的孔的半径减小可以通过使用三角形来确定，该三角形的斜边等于顶灯240的半径，该三角形的底边等于顶灯240的孔尺寸的一半，并且该三角形的高等于通过从顶灯240的半径减去根据孔的半径减小而获得的值。

在根据各种实施例的光学系统200中，同轴灯230的尺寸可以基于通过从顶灯240的半径减去根据顶灯240的孔的半径减小而获得的值、顶灯240的孔的尺寸以及顶灯240与同轴灯230之间的距离来确定。

在根据各种实施例的光学系统200中，同轴灯230的尺寸可以通过使用等腰三角形来确定，该等腰三角形的底边等于同轴灯230的尺寸并且该等腰三角形的高等于基于同轴灯230的尺寸、顶灯240和同轴灯230之间的距离以及通过从顶灯240的半径减去根据顶灯240的孔的半径减小而获得的值的值。

在根据各种实施例的光学系统200中，顶灯240可以包括漫射体242和其上安装有LED的PCB 241，并且PCB 241的结构可以基于PCB 241和漫射体242之间的尺寸差来确定。

在根据各种实施例的光学系统200中，PCB 241和漫射体242之间的尺寸差可以基于通过从顶灯240的半径减去根据顶灯240的孔的半径减小而获得的值、同轴灯230的尺寸和顶灯240的厚度来确定。

在根据各种实施例的光学系统200中，PCB 241和漫射体242之间的尺寸差可以通过使用其底边等于PCB 241和漫射体242之间的尺寸差并且其高等于顶灯240的厚度的三角形以及其底边等于同轴灯230的尺寸的1/4并且其高等于通过将从顶灯240的半径减去根据顶灯240的孔的半径减小而获得的值和同轴灯230的尺寸相加在一起而获得的值的三角形来确定。

根据各种实施例的用于设计包括顶灯240和同轴灯230的光学系统200的设计装置100可以被配置为基于根据顶灯240的孔的半径减小来确定顶灯240和同轴灯230之间的距离，基于从同轴灯230发射的光线的光路来确定同轴灯230的尺寸，以及基于从同轴灯230发射的光线被物体反射并返回的光路来确定顶灯240中的PCB 241的结构。

在根据各种实施例的用于设计包括顶灯240和同轴灯230的光学系统200的设计装置100中，设计装置100可以被配置为通过使用三角形来确定根据顶灯240的孔的半径减小，该三角形的斜边等于顶灯240的半径，该三角形的底边等于顶灯240的孔尺寸的一半，并且该三角形的高等于通过从顶灯240的半径减去根据孔的半径减小而获得的值。

在根据各种实施例的用于设计包括顶灯240和同轴灯230的光学系统200的设计装置100中，设计装置100可以被配置为通过使用三角形来确定根据顶灯240的孔的半径减小，该三角形的斜边等于顶灯240的半径，该三角形的底边等于顶灯240的孔尺寸的一半，并且该三角形的高等于通过从顶灯240的半径减去根据孔的半径减小而获得的值。

在根据各种实施例的用于设计包括顶灯240和同轴灯230的光学系统200的设计装置100中，设计装置100可以被配置为通过使用其底边等于PCB 241和漫射体242之间的尺寸差并且其高等于顶灯240的厚度的三角形以及其底边等于同轴灯230的尺寸的1/4并且其高等于通过将从顶灯240的半径减去根据顶灯240的孔的半径减小而获得的值和同轴灯230的尺寸相加在一起而获得的值的三角形来确定PCB 241和漫射体242之间的尺寸差。

根据本文件中公开的各种实施例的电子装置可以是各种类型的装置。电子装置可以包括例如便携式通信装置(例如，智能电话)、计算机装置、便携式多媒体装置、便携式医疗装置、相机、可穿戴装置或家用电器。根据本文件的实施例的电子装置不限于上述装置。

本文件的各种实施例和其中使用的术语不旨在将本文件中描述的技术特征限制于特定实施例，并且应当被理解为包括相应实施例的各种修改、等同物或替代物。关于附图的描述，类似的附图标记可以用于指代类似或相关的元件。除非相关上下文另有明确说明，否则对应于特定项目的名词的单数形式可以包括一个或多个项目。在本文件中，诸如“A或B”、“A和B中的至少一个”、“A或B中的至少一个”、“A、B或C”、“A、B和C中的至少一个”和“A、B或C中的至少一个”的短语中的每个可以包括在短语中的相应短语中一起列举的项目中的任何一个或所有可能的组合。诸如“第1”和“第2”或“第一”和“第二”的术语可以用于简单地将相应的部件与另一部件区分开，并且不在其他方面(例如，重要性或顺序)限制部件。当一元件(例如，第一元件)在有或没有术语“可操作地”或“通信地”的情况下被称为“联接到”另一元件(例如，第二元件)/“与”另一元件(例如，第二元件)“联接”或者“连接到”另一元件(例如，第二元件)/“与”另一元件(例如，第二元件)“连接”时，这意味着该元件可以直接(例如，有线地)、无线地或经由第三元件连接或联接到另一元件。

本文件中使用的术语“模块”可以包括以硬件、软件或固件实现的单元，并且可以与其他术语(例如，“逻辑”、“逻辑块”、“部件”或“电路”)可互换地使用。模块可以是单个集成部件，或者是执行一个或更多个功能的最小单元或其部分。例如，根据实施例，模块可以以专用集成电路(ASIC)的形式实现。

本文件的各种实施例可以被实现为包括存储在机器(例如，电子装置#01)可读的存储介质(例如，内部存储器#36或外部存储器#38)中的一个或更多个指令的软件(例如，程序#40)。例如，机器(例如，电子装置#01)的处理器(例如，处理器#20)可以调用存储在存储介质中的一个或更多个指令中的至少一个来执行它。这允许操作机器以根据所调用的至少一个指令执行至少一个功能。一个或更多个指令可以包括由编译器生成的代码或可由解释器执行的代码。机器可读存储介质可以以非暂时性存储介质的形式提供。这里，术语“非暂时性”简单地意味着存储介质是有形器件并且不包括信号(例如，电磁波)，但是该术语不区分数据是半永久地还是临时地存储在存储介质中。

根据实施例，可以通过包括在计算机程序产品中来提供根据本文件中公开的各种实施例的方法。计算机程序产品可以作为商品在卖方和买方之间交易。计算机程序产品可以以机器可读存储介质(例如，光盘只读存储器(CD-ROM))的形式分发，或者通过应用商店(例如，PlayStore

根据各种实施例，上述部件中的每个部件(例如，模块或程序)可以包括单个实体或多个实体，并且多个实体中的一些实体可以单独地布置在其他部件上。根据各种实施例，可以从上述部件中省略一个或更多个部件或操作，或者可以添加一个或多个其他部件或操作。替代地或附加地，多个部件(例如，模块或程序)可以集成到单个部件中。在这种情况下，集成部件可以以与在集成之前由多个部件中的对应组件执行的方式相同或相似的方式执行多个部件中的每个部件的一个或更多个功能。根据各种实施例，由模块、程序或另一部件执行的操作可以顺序地、并行地、通过重复或启发式地执行，或者操作中的一个或更多个可以以不同的顺序执行或者可以省略，并且可以添加一个或更多个其他操作。